阻燃剂发展的主要趋势是:卤系阻燃剂将会继续使用,但产产品结构会有所调整,但随着人们对环保的重视,开发无卤阻燃 剂将成为阻燃剂的发展趋势;磷氮系的膨胀型阻燃剂及氮基阻燃剂将进一步得到发展和受人青睐;无毒,抑烟的无卤无机阻 燃剂,如改性的氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌等,特别是可用于较高温度的氢氧化镁,将进一步得到开发。针对阻燃剂的缺 点,阻燃剂的研究发展应众以下几个方面考虑。
(一)改进阻燃剂的缺点阻燃剂在使用过程中存在一些问题,近年来火灾时由阻燃剂引起的火害频频发生,对人的生命威胁 最大的是阻燃剂产生的烟气和毒气。因此,随着人们对降低阻燃材料燃烧过程中产生的烟量和有毒气体的呼声日益升高,不 断改进各类阻燃剂自身缺点才能使阻燃剂有更好的发展前景。
有机卤系阻燃剂有机卤系阻燃剂中,溴系阻燃剂以其阻燃效果好、添加量少等优点受到人们的青睐,在有机阻燃剂中占有 重要的地位。相比之下,氯系阻燃剂和卤化系阻燃剂使用量呈下降趋势。溴类阻燃剂主要研究发展方向是:1、开发挥发性 低、势稳定性好的阻燃增效剂;2、开发能与热塑性塑料反应形成交联结构的阻燃剂,使其发挥阻燃作用的同时,还能改善 塑料的机械性能;3、开发性能独特、毒性低、挥发性低的高溴含量的阻燃剂。
有机磷系阻燃剂有机磷阻燃剂是一种阻燃性能较好的阻燃剂,它具有阻燃增塑双重功能,并可代替卤化系阻燃剂,具有一 定的发展前景。近年来,研究人员针对阻燃剂的缺点研究开发的膨胀型阻燃剂,其活性成分之一为磷。含膨胀型阻燃剂的高 聚物热裂或燃烧时,表面形成一层膨胀炭层,且有阻燃(炭的极限氧指数达60%)、隔热、隔氧功能、且生烟量少,也不易 形成有毒气体和腐蚀气体,有效地克服了有机磷系阻燃剂的缺点。
无机阻燃剂无机阻燃剂的主要缺点是在高分子材料中添加量大(一般在50%以上),易导致材料的加工性能和物理性能下 降。研究表明,阻燃剂粒径大小直接影响它所填充材料制品的性能,当添加量一定时,粒径减小,制品的机械、物理性能指 标提高,氧指数上升,熔滴现象大大减轻,料径大小对期性能有很大的影响。因此,粒子的超细化已成为无机阻燃剂的主要 发展趋势之一。
无机阻燃剂是亲水性物质,而高分子材料基体是亲油性,两者互不相容,从而限制了无机阻燃剂的填充量,降低了其分散性 。因此,无机阻燃剂在添加之前,必须先经过表面改性,改性效果的差异对分散性能有很大的影响,影响到材料的性能。当 前改性的方法主要是采用偶联剂(硅烷、钛酸酯、硬脂酸等)进行表面改性。探索更好、更可行的粒子表面改性方法是无机 阻燃剂发展的加一个重要趋势,能使无机阻燃剂有更好的发展前景。
(二)开发新型低毒低烟、无污染的阻燃剂21世纪应着力于开发新型低毒低烟无污染的阻燃剂。从环保的角度考虑,国外许 多国家已经限制了对环境有污染的阻燃剂的生产和使用。欧洲已经开始限制含卤阻燃剂的销售,日本禁止使用电缆燃烧时产 生的酸性气体的阻燃剂,美国已制定了采用低卤电缆包覆层的规定。不久的未来,含卤阻燃体系将会被无卤阻燃体系替代。 经过研究人员的不断努力,不断研制开发出一些新型的阻燃剂,适应市场对阻燃剂的需求。
膨胀型阻燃剂膨胀型阻燃剂是近年来国际阻燃领域广为关注的新型复合阻燃剂。它具备了独特的阻燃机制和无卤、低烟、 低毒的特性,符合了当今人们保护生态环境的要求,是阻燃剂无卤化的重要途径。膨胀阻燃系统因其酸源、炭源、气源--“ 三源”的协同作用在燃烧时于材料表面形成致密的多孔泡沫炭层,既可阻止内层高聚物的进一步降解及可燃物向表面的释放 ,又可阻止热源向高聚特的传递以及隔绝氧源,从而阻止火焰的蔓延和传播。与传统的卤系阻燃剂相比,这种阻燃系统在燃 烧过程中大大减少了有毒及腐蚀性气体的生成,因而受到阻燃界的一致推崇,是今后阻燃材料发展的主流。
纳米级阻燃剂纳米技术是近年来倍受人们关注的一门新兴科学技术。它是发展信息技术和解决环保等各种社会和经济问题 所必须的基础技术之一。纳米材料是采用纳米技术合成的材料,其粒子的尺寸大小达到纳米级别。纳米材料技术以其高技术 含量、高产品品质的特点而倍受国内外瞩目。采用纳米技术开发生产纳米阻燃剂是阻燃剂领域的新产品。如纳米氢氧化镁, 具有纯高度、粒度超级细化、阻燃性能好等优点,有很好的发展潜力。